M Report

Mazda พัฒนา Model-based design ปฏิวัติการออกแบบ

March 20, 2018
  • Share :

อุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์เป็นอุตสาหกรรมที่มีขนาดใหญ่และมีการพัฒนานวัตกรรมอย่างไม่หยุดนิ่ง ไม่ว่าจะเป็นค่ายเล็กหรือใหญ่ก็แข่งขันกันแบบไม่มีอ่อนข้อกันเลยทีเดียว Mazda ก็เป็นอีกหนึ่งค่าย ที่ขยันสร้างเทคโนโลยีใหม่ ๆ เพิ่มเติมอยู่เสมอ หลังจากที่ได้ปล่อยมาสด้า3 ที่โดดเด่นพร้อมด้วยเทคโนโลยี มาดูกันว่าตอนนี้ Mazda เขามีแผนที่จะทำอะไรกันอีกบ้าง

Mazda กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนา “Model-based design (MBD)” เพื่อปฏิวัติกระบวนการออกแบบรถยนต์ให้กลายเป็น MBD เต็มรูปแบบ ว่าแต่ “Model-based design (MBD)” คืออะไรล่ะ

 

Model-based design หรือ MBD ก็คือกระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ใช้คอมพิวเตอร์จำลองสภาพแวดล้อมเสมือนจริงขึ้นในรูปแบบโมเดลดิจิตอล หรือที่เรียกว่าการทำซิมูเลชั่นซ้ำไปซ้ำมา เพื่อทดสอบรถยนต์ผ่านระบบดิจิตอล ช่วยลดความเสี่ยงและความเสียหายที่จะเกิดขึ้นจริงบนท้องถนน

Mr. Tomohiko Adachi หัวหน้านักวิจัยประจำ Mazda Integrated Control System Development Division and departments ได้อธิบายสั้น ๆ ในขณะที่โชว์ภาพแบบจำลอง MBD ว่า “สิ่งที่เราทำคือการทำโมเดลของรถทั้งคันขึ้นมา เป็นการแสดงแนวทางการพัฒนารถยนต์ของ Mazda ซึ่งจะเรียกว่าเป็นมันดาลาก็ว่าได้”

จริงๆแล้วเทคโนโลยี MBD นี้ Mazda ได้เริ่มใช้มาตั้งแต่ปี 2004 แล้วนะครับ และผลลัพธ์ของงานนี้ก็คือ เครื่องยนต์เบนซิน “SKYACTIV” ที่ทุกคนคุ้นหูกันดีนั่นเอง โดยเป็น “SKYACTIV” รุ่นที่ติดตั้งในรถยนต์ “Demio” และออกสู่ตลาดเมื่อเดือนมิถุนายน 2011 มีประสิทธิภาพวิ่งได้ระยะทาง 30 กม. ต่อน้ำมัน 1 ลิตร ซึ่งมีสมรรถนะอยู่ในระดับท็อปของรถยนต์ที่ไม่ใช้ระบบไฮบริดเลยทีเดียว

สิ่งที่ MBD ทำกับ SKYACTIV คือ ช่วยจำลองเครื่องยนต์ ชิ้นส่วน และฟังค์ชั่นกว่า 700 รูปแบบออกมาเป็นแบบจำลองดิจิตอล และทดสอบซิมูเลชั่นนับครั้งไม่ถ้วน จนได้เครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพในการใช้น้ำมันสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนของกลไกการฉีดเชื้อเพลิงซึ่งพัฒนาร่วมกับ Hiroshima University

และนี่ก็เป็นเพียงแค่จุดเริ่มต้นเท่านั้น เพราะ Mazda มีแนวทางจะขยายการใช้ MBD ออกไปให้กว้างขึ้นไปอีก โดยเดิมทีแล้ว ในอุตสาหกรรมรถยนต์นั้น MBD ได้ถูกใช้ในการพัฒนาระบบควบคุมเป็นหลัก อย่างไรก็ตาม Mr. Adachi ได้ตั้งเป้าจะนำ MBD ไปใช้ในส่วนอื่น ๆ โดยกล่าวว่า “จะเปลี่ยนตั้งแต่การออกแบบตัวรถ ระบบควบคุม ผู้โดยสาร และสภาพแวดล้อมให้เป็นโมเดลดิจิตอล และพัฒนาผลิตภัณฑ์ขึ้นมาโดยไม่จำเป็นต้องผลิตรถจริง ๆ” แน่นอนว่าการจะทำเช่นนี้จำเป็นต้องใช้ซอฟต์แวร์สำหรับงานวิเคราะห์อีกเยอะมาก

แต่นั่นก็ไม่ใช่ปัญหา เพราะ Mazda ได้รวบรวมแนวคิดทั้งหมดนี้เอาไว้ใน “มันดาลา” โดยวางภาพแบบของรถยนต์ที่ต้องการไว้ตรงกลางระหว่างวงกลมทั้ง 3 ซึ่งประกอบด้วยระบบควบคุมและระบบขับเคลื่อน ความปลอดภัย และความสะดวกสบายของผู้ขับขี่ และด้วยโมเดลแบบมันดาลานี้เอง ทำให้สามารถสร้างโมเดลดิจิตอลจากรถยนต์ที่อยู่ในจุดศูนย์กลางของแผนภาพ และปรับเปลี่ยนจากรถยนต์รุ่นพื้นฐานตรงใจกลางไปตามรายละเอียดของดีไซน์อื่น ๆ โดยรอบ จนกระทั่งได้เป็นโมเดลดิจิตอลจำนวนมหาศาล

ด้วยเหตุนี้เอง หากมีการใช้ MBD ในการพัฒนารถยนต์โดยสมบูรณ์นั้น ย่อมหมายความว่าผู้ผลิตจะสามารถทดสอบแบบจำลองได้อย่างนับไม่ถ้วนเลยทีเดียว

นอกจาก “มันดาลา” แล้ว กุญแจสำคัญสำหรับ MBD ของ Mazda คือ “Common Architecture” รูปแบบโครงสร้างพื้นฐานเพื่อให้รถยนต์แต่ละรุ่นสามารถใช้ชิ้นส่วนร่วมกันได้ อีกทั้งยังเพิ่มประสิทธิภาพในการพัฒนาไลน์อัพผลิตภัณฑ์ให้สูงขึ้นไปในขณะเดียวกัน ยกตัวอย่างเช่น เครื่องยนต์ SKYACTIV ที่ Mazda พัฒนาให้มีการเผาไหม้ร่วมกันแทนที่จะเป็นรูปทรงชิ้นส่วน ส่งผลให้สามารถใช้หรือเปลี่ยนเครื่องยนต์ได้โดยไม่จำเป็นต้องจูนระบบที่เกี่ยวข้องมากนัก

ได้ยินอย่างนี้ EV C.A. Spirit บริษัทร่วมทุนที่ก่อตั้งโดย Mazda Toyota และ Denso ก็ได้มุ่งพัฒนา Common Architecture นี้ด้วย นับเป็นเรื่องที่น่าจับตามองนะครับว่า องค์ความรู้ในการออกแบบรถยนต์ของ Mazda จะถูกนำไปใช้ในการพัฒนา EV รุ่นใหม่ ๆ อย่างไร

นี่อาจจะเป็นอีกหนึ่งเหตุผลที่ Mazda ยังไม่ยอมปล่อยรถ EV ออกมาตามเจ้าอื่นๆ เพราะเห็นว่า ในปี 2019 Mazda วางแผนพัฒนา EV ที่จะออกสู่ตลาดด้วย MBD โดยสมบูรณ์ ซึ่งจำเป็นต้องใช้โมเดลดิจิตอลจำนวนมากเพื่อให้สามารถทำการทดสอบผ่านซิมูเลชั่นได้

การปรับเปลี่ยนกระบวนการออกแบบรถยนต์จึงเป็นสิ่งจำเป็น ซึ่ง Mr. Adachi ได้กล่าวว่า “หากจะใช้ MBD แล้ว ก็ต้องมีการพัฒนาการอบรมพนักงาน และการทำแบบจำลองดิจิตอลด้วย”

Mazda ได้มีการจับมือกับ Hiroshima University เพื่อเปิดคอร์ส MBD ขั้นพื้นฐาน และมียอดผู้สนใจเข้าร่วมจนถึงสิ้นปี 2018 อยู่ที่ 900 คน นอกจากนี้ คอร์สนี้ยังเปิดรับผู้สนใจที่ไม่ใช่พนักงานของ Mazda นับตั้งแต่ปี 2017 อีกด้วย

แค่นั้นยังไม่พอ Mazda ยังดึงวิศวกรที่ผ่านการอบรมจากคอร์สนี้มาร่วมในการทำแบบจำลอง โดยมีผู้รับผิดชอบหลักคือแผนกทดสอบ ซึ่ง Mr. Adachi ให้เหตุผลว่า “เป็นแผนกที่มีพนักงานที่รู้เรื่องรถมากที่สุด จึงอยากเปลี่ยนเนื้องานของแผนกนี้ใหม่ เพื่อให้สามารถเจาะจงถึงความสำคัญของกลไกของชิ้นส่วนที่มีผลต่อความปลอดภัยในการขับขี่ และสามารถทำโมเดลที่อ้างอิงจากจุดที่ว่านี้ได้”

เมื่อได้โมเดลพื้นฐานแล้ว โมเดลที่ว่าจะถูกส่งให้กับผู้ผลิตชิ้นส่วน เพื่อให้ Mazda และผู้ผลิตชิ้นส่วนสามารถทดสอบโมเดลต่าง ๆ ร่วมกันได้ตั้งแต่ขั้นแรก ๆ ของการออกแบบ เพื่อลดปริมาณการแก้ไขงาน ทำให้การพัฒนารถยนต์มีประสิทธิภาพมากขึ้นแถมยังประหยัดเวลาไปได้อีกมากโขเลยทีเดียว

นอกจากนี้ Mazda ก็ยังร่วมมือกับ Hirojiren องค์กรความร่วมมือระหว่างภาครัฐ อุตสาหกรรม และการศึกษา ในการยกระดับซัพพลายเออร์ในภูมิภาค โดย Hirojiren ได้เสนอแนวคิด MBD ให้ผู้เชี่ยวชาญพิจารณา ก่อนเปิดเป็น “Hiroshima Digital Innovation Center” ขึ้นที่จังหวัดฮิโระชิมะ เมื่อเดือนตุลาคม ปี 2017 ที่ผ่านมา เพื่อให้การสนับสนุนการพัฒนาบุคลากรของซัพพลายเออร์รายต่าง ๆ ในท้องที่ด้วย Super Computer และซอฟต์แวร์หลากประเภท ซึ่ง Mr. Adachi ก็ได้กล่าวย้ำถึงความมั่นใจว่า MBD จะเข้ามาเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมรถยนต์อย่างแน่นอน

อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการนำ MBD มาใช้ก็ไม่ได้หมายความว่าจะเป็นการนำการพัฒนารถยนต์จริง ๆ ย้ายเข้าไปในคอมพิวเตอร์โดยตรงนะครับ ยังคงมีทางตันในการพัฒนาบางส่วน เช่น ระบบขับขี่อัตโนมัติ ซึ่ง MBD ยังไม่อาจตอบโจทย์ได้

หากเทคโนโลยีเช่นระบบขับขี่อัตโนมัติและยานยนต์ไฟฟ้าก้าวหน้าแล้ว Mazda เชื่อว่าการพัฒนารถยนต์ทั้งภาคอุตสาหกรรมจะเปลี่ยนมาใช้แบบ MBD ทั้งสิ้น และนี่ก็เป็นการเตรียมความพร้อม เพื่อรองรับยุคใหม่ของการออกแบบรถยนต์ที่จะมาถึง

Source : Nikkan Kogyo Shimbun

Products